[发明专利]有序介孔碳表面的钝化修饰处理方法、亲水性的有序介孔碳及其应用

说明书

一种有序介孔碳表面的钝化修饰处理方法、亲水性的有序介孔碳及其应用；表面钝化修饰处理方法，包括如下步骤：将过氧化氢和有序介孔碳混合，在55摄氏度至70摄氏度的预设温度下进行钝化修饰反应，制备得到亲水性的有序介孔碳。上述有序介孔碳表面的钝化修饰处理方法，通过采用具有强氧化性的过氧化氢来对有序介孔碳进行钝化修饰；反应在较为温和的55摄氏度至70摄氏度的预设温度下即可完成反应，能够大幅提高有序介孔碳表面的含氧基团浓度，这些含氧基团的存在可改善电解液与电极材料之间的接触角，如此，使原本憎水且具有惰性的OMC变得亲水且具有一定的化学活性。

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，特别是涉及一种有序介孔碳表面的钝化修饰处理方法、亲水性的有序介孔碳及其应用。

背景技术

有序介孔碳(ordered mesoporous carbon，OMC)，自1992年由美孚石油公司(Mobil Oil Corporation)的研究人员首次报道至今，迅速成为了一个新的研究热点，并在一些领域取得较大的进展。OMC作为一类新型的非硅基介孔材料,是以有序介孔材料为模板制备的结构复制品，它的主要特点为：(1)具有规则均匀的孔道结构、排列有序；(2)具有较高的比表面积和孔容；(3)具有较窄的孔径分布，且在一定范围内可以调节；(4)具有较好的热稳定性和化学稳定性；(5)是很好的良导体、具有较好的导电性等优异的性能；正是由于有序介孔材料的这些优点，使其在吸附、色谱分离、化学传感器、催化、光学材料及新型功能复合材料的开发等诸多领域都有潜在的应用价值。

然而，OMC本身是憎水且具有惰性的，从而使得其在一些的应用受到限制。因此，需对OMC进行表面钝化修饰处理，使OMC变得亲水且具有一定的化学活性。传统的碳材料表面钝化修饰处理方法是利用80％的浓硝酸在80℃高温条件下在碳材料表面发生氧化反应。该方法存在的问题是：浓硝酸在高温条件下极容易挥发造成浓度变化，使得工艺过程不易控制，且浓硝酸挥发后会造成环境污染，环保性较差，也对操作人员的健康不利。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够使得有序介孔碳具有亲水性、反应过程中不易产生挥发气体以及环保性较好的有序介孔碳表面的钝化修饰处理方法、该方法制备得到的亲水性的有序介孔碳及其应用。

一种有序介孔碳的表面钝化修饰处理方法，包括如下步骤：

将过氧化氢和有序介孔碳混合，在55摄氏度至70摄氏度的预设温度下进行钝化修饰反应，制备得到亲水性的有序介孔碳。

在其中一个实施例中，所述预设温度为60摄氏度至65摄氏度；

和/或，所述钝化修饰反应的反应时间为2小时至4小时。

在其中一个实施例中，所述过氧化氢为质量分数为10％的过氧化氢溶液。

在其中一个实施例中，所述过氧化氢溶液与所述有序介孔碳的质量比为50:1至100：1。

在其中一个实施例中，所述过氧化氢溶液与所述有序介孔碳的质量比为40：1。

在其中一个实施例中，在钝化修饰反应滞后，所述表面钝化修饰处理方法还包括如下步骤：

对钝化修饰反应后得到的混合物进行抽滤操作和烘干操作，得到所述亲水性的有序介孔碳。

在其中一个实施例中，所述烘干操作的烘干温度为55摄氏度至60摄氏度。

在其中一个实施例中，在进行所述烘干操作之前，所述表面钝化修饰处理方法还包括如下步骤：

对抽滤操作得到的固体物质用去离子水水洗，并重复抽滤操作，直至固体物质的水洗液为中性。

一种亲水性的有序介孔碳，采用如上任一实施例中所述的有序介孔碳的表面钝化修饰处理方法制备得到。